Výzkumníci z Weill Cornell Medicine vyvinuli všestrannou a netoxickou technologii pro řízení aktivity jakéhokoli genu v buňce. Takové nástroje „gene-switch“ umožňují vědcům „zapnout“ nebo „vypnout“ cílový gen, aby mohli studovat, jak funguje, modelovat nemoci a navrhovat nové terapie. Tento nástroj by mohl být potenciálně použit v celém biomedicínském výzkumu, včetně vývoje genových terapií.
Nový nástroj s názvem Cyclone (apois kontrolovaný cykloviremna exon), je popsán v článku publikovaném 3. listopadu v Nature Methods. Tento nástroj byl inspirován přirozenou vlastností některých genů, segmentem DNA zvaným „exon jedu“, který za určitých podmínek může zablokovat převod genu na protein. K vytvoření Cyclone vědci zkonstruovali jedový exon, který lze vložit do libovolného cílového genu, aby se potlačila jeho aktivita. Když jsou vědci připraveni zvýšit aktivitu genu, je zaveden lék, který se váže na exon jedu, a aktivita se obnoví. Na rozdíl od stávajících populárních nástrojů pro přepínání genů využívá Cyclone k zapnutí cílového genu relativně netoxickou molekulu, antivirotikum acyklovir.
Myslíme si, že koncept Cyclone má velký potenciál pro různé aplikace vyžadující bezpečnou a přesnou kontrolu genové aktivity.“
Dr. Samie Jaffrey, hlavní autorka studie, profesorka Greenberg-Starr na katedře farmakologie a členka Cancer Center Sandry a Edwarda Meyerových, Weill Cornell Medicine
Prvním autorem studie byl Qian Hou, kandidát na PhD v Jaffrey Laboratory.
Cyclone je podstatným zlepšením oproti stávajícím technologiím přepínání genů, které mají značné nevýhody. Například některá z léků používaných ke kontrole genové exprese, jako je tetracyklin, mohou mít nežádoucí, dokonce toxické účinky na buňky. Stávající nástroje také často končí modifikací RNA transkriptů – plánů proteinu produkovaného cílovým genem. Naproti tomu acyklovir je považován za bezpečný i ve vysokých dávkách a ponechává transkripty RNA a výsledné proteiny při aktivaci cílového genu nedotčené.
Výzkumníci prokázali, že Cyclone dokáže vytočit aktivitu genu z prakticky 0 % na více než 300 % normálu, v závislosti na dávce acykloviru. Prokázali, že systém Cyclone by mohl být použit s umělými geny nebo s těmi přirozenými přítomnými v buňkách a mohl by pracovat s jinými molekulami přepínače než acyklovir. To zvyšuje možnost použití různých systémů typu Cyclone k manipulaci s více geny současně.
Výzkumníci poznamenali, že v budoucnu by systémy typu Cyclone mohly být použity v genových terapiích jako reverzibilní bezpečnostní mechanismus pro kontrolu aktivity terapeutického genu.
Zdroj:
Odkaz na deník:
Hou, Q., a kol. (2025). Přenosný exon jedu pro kontrolu exprese savčích genů pomocí malých molekul. Přírodní metody. doi.org/10.1038/s41592-025-02860-7
